光学特性测定装置以及光学系统制造方法及图纸

提供一种能够实现小型化且提高了通用性的光学特性测定装置以及光学系统。光学特性测定装置包含：第一光学元件，其将来自被测定物的测定光变换为平行光；反射型透镜，其通过反射来自第一光学元件的平行光来将该平行光变换为会聚光；受光部，其接收来自反射型透镜的会聚光；以及驱动机构，其使第一光学元件相对于被测定物的相对位置变化。

Optical characteristic measuring device and optical system

An optical characteristic measuring device and an optical system that can achieve miniaturization and increase versatility are provided. Optical characteristic measuring device comprises a first optical element, the light will come from the determination of measured object transform into parallel light; reflective lens, the reflection from the first optical element parallel light to the parallel light to transform convergent light; light receiving section, which receives from the reflection lens converging and driving; agency, the first optical element relative to the change of the relative position of the object to be measured.

【技术实现步骤摘要】
光学特性测定装置以及光学系统
本技术涉及一种用于测定被测定物的光学特性的光学特性测定装置以及该光学特性测定装置中使用的光学系统。
技术介绍
作为测定被测定物的光学特性的光学特性测定装置的一例，已知的是显微分光装置。显微分光装置通过对来自任意被测定物的光进行分光测量来输出该被测定物的反射率或折射率、消光系数、膜厚之类的光学特性。在日本特开2008-286583号公报中，作为显微分光装置的一例，公开一种能够提高光学特性的测定精度并且能够更容易地进行针对被测定物的对焦的光学特性测定装置。日本特开2008-286583号公报中公开的光学特性测定装置具有被称为有限远镜筒型的显微镜的构造。与此相对，已知一种被称为无限远镜筒型的显微镜的构造。作为采用了这种无限远镜筒型的显微镜的结构，日本特开平11-249027号公报公开了一种能够自动地调整观察试样的调焦位置的自动调焦显微镜。
技术实现思路
在日本特开平11-249027号公报所公开的自动调焦显微镜中，假定微细的资料的观察或者观察像的视频拍摄等用途，不能在除了可见区域之外还需要测定红外区域和紫外区域的光学特性的光学特性测定装置中直接使用。本技术的目的在于提供一种能够实现小型化且提高了通用性的光学特性测定装置。按照本专利技术的某个方面的光学特性测定装置包含：第一光学元件，其将来自被测定物的测定光变换为平行光；反射型透镜，其通过反射来自第一光学元件的平行光来将该平行光变换为会聚光；受光部，其接收来自反射型透镜的会聚光；以及驱动机构，其使第一光学元件相对于被测定物的相对位置变化。光学特性测定装置也可以还包含第二光学元件，该第二光学元件配置在第一光学元件与反射型透镜之间的光学路径上，通过反射来自第一光学元件的平行光来使该平行光的传播方向变化。第一光学元件也可以包含凸面反射镜和凹面反射镜的组，其中，该凸面反射镜和该凹面反射镜被配置为各自的中心轴与平行光的光轴一致。第一光学元件也可以还包含与反射型透镜相对应地配置的曲面镜以及与该曲面镜组合的转向镜。受光部也可以输出从反射型透镜接收到的光所包含的波长谱。光学特性测定装置也可以还包含：第一光源，其产生向被测定物照射的测定光；以及分束器，其配置在从反射型透镜至受光部的光学路径上，并且与第一光源以光学方式连接。光学特性测定装置也可以还包含第二光源，该第二光源产生波长成分中至少含有可见区域的观测光，第一光源产生含有与要从被测定物测定的光学特性相应的波长成分的测定光。光学特性测定装置也可以还包含观测单元，该观测单元观测向被测定物照射的测定光的像。光学特性测定装置也可以还包含控制单元，该控制单元基于由观测单元观测到的像的清晰度来驱动驱动机构，由此决定第一光学元件相对于被测定物的相对位置。按照本专利技术的另一方面的光学系统包含：第一光学元件，其将来自被测定物的测定光变换为平行光；反射型透镜，其通过反射来自第一光学元件的平行光来将该平行光变换为会聚光；以及受光部，其接收来自反射型透镜的会聚光。根据与附图关联地理解的同本专利技术有关的以下的详细说明，能够明确本专利技术的上述及其它目的、特征、方面以及优点。附图说明图1是示出按照实施方式的测定装置的装置结构的示意图。图2是示出按照实施方式的变形例1的测定装置的装置结构的示意图。图3是示出图2所示的测定装置所采用的反射物镜的结构例的示意图。图4是示出按照实施方式1的变形例2的测定装置的装置结构的示意图。图5是示出按照实施方式2的测定装置的装置结构的示意图。图6是示出按照实施方式2的变形例1的测定装置的装置结构的示意图。图7是示出按照实施方式2的变形例2的测定装置的装置结构的示意图。图8是示出使用按照本实施方式的测定装置的测定过程的一例的流程图。图9是示出从按照本实施方式的测定装置照射到样品的测定光的状态的一例的图。图10是示出按照本实施方式的测定装置中的物镜的位置与对比度值之间的关系的一例的图。图11是用于说明按照本实施方式的测定装置中的聚焦调整方法(其一)的时序图。图12是示出在按照本实施方式的测定装置中的聚焦调整方法(其一)中获取的经过时间与物镜的位置之间的关系的图。图13是示出按照本实施方式的测定装置中的聚焦调整方法(其一)的处理过程的流程图。图14是示出按照本实施方式的测定装置中的聚焦调整方法(其二)的处理过程的流程图。图15是用于说明按照本实施方式的测定装置中的焦点位置的搜索过程的示意图。图16是示出按照本实施方式的测定装置的光学路径的调整过程的流程图。图17示出使按照本实施方式的测定装置的物镜的位置为互不相同的多个位置而获取到的每个波长的相对反射率的测定结果例。图18示出在执行按照本实施方式的测定装置中的聚焦调整之后测定的反射率谱的测定结果例。附图标记说明2：样品光；4：平行光；6：会聚光；10：头部；12：物镜；13：反射物镜；13a：凸面反射镜；13b：凹面反射镜；20、40：曲面镜；21：转向镜；22、24、42：分束器；26：成像透镜；28：照相机；30、32：测定光源；34：观测光源；44：切换镜；46：孔；50：信息处理装置；52：位置控制器；54：驱动机构；60：分光器；100、100A、100B、100C、100D、100E、100F：测定装置；200A、200B：图像；SMP：样品。具体实施方式参照附图来详细说明本专利技术的实施方式。此外，对于图中的相同或相当部分标注相同标记，不反复进行其说明。<A.结构的概要>首先，对按照本实施方式的光学特性测定装置(以下也简称为“测定装置”。)所采用的结构的概要进行说明。按照本实施方式的测定装置采用无限远镜筒型的显微镜的构造。在有限远镜筒型的显微镜中，使用一个物镜来使被测定物(以下也称为“样品”。)的像成像，与此相对，在无限远镜筒型的显微镜中，使用物镜和成像透镜的一组透镜来使样品的像成像。成像透镜还被称为镜筒透镜。在物镜与成像透镜之间传播在无限远处聚焦的平行光。物镜和成像透镜的组还被称为无限远校正光学系统。无限远镜筒型的显微镜与有限远镜筒型的显微镜相比，具有能够自由地设计一组透镜之间的距离这样的优点。例如，具有如下优点：能够在透镜之间插入半透半反镜、滤光器等各种光学元件，另外，能够通过使透镜之间的位置关系最优化来校正轴偏移等变形。按照本实施方式的测定装置通过采用包含光学元件和反射型透镜(典型地，是曲面镜)的组合的光学系统，来实现能够小型化且提高了通用性的无限远镜筒型的显微镜，其中，该光学元件将来自样品的样品光变换为平行光，该反射型透镜通过反射来自该光学元件的平行光来将该平行光变换为会聚光。在按照本实施方式的测定装置中，在平行光与会聚光之间的变换中使用反射型透镜，因此能够降低或避免使用折射型透镜的情况下可能产生的色像差，并且能够在广的波长范围内进行测定和观测。以下，对按照本实施方式的几个具体化例子进行说明。在以下所说明的几个示意图中，为了便于说明而以二维方式描绘装置结构，但是现实中能够实现三维的配置。通过以三维方式配置构成部件，能够实现测定装置整体的小型化。作为样品的代表例，能够列举在半导体基板、玻璃基板、蓝宝石基板、石英基板、片材等的表面形成(涂敷)有薄膜而得到的样品。更具体地说，形成有薄膜的玻璃基板被作为液晶显示器(LCD：Liqu本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学特性测定装置，其特征在于，具备：第一光学元件，其将来自被测定物的测定光变换为平行光；反射型透镜，其通过反射来自所述第一光学元件的平行光来将该平行光变换为会聚光；受光部，其接收来自所述反射型透镜的会聚光；以及驱动机构，其使所述第一光学元件相对于所述被测定物的相对位置变化。

【技术特征摘要】
2015.12.25 JP 2015-2536701.一种光学特性测定装置，其特征在于，具备：第一光学元件，其将来自被测定物的测定光变换为平行光；反射型透镜，其通过反射来自所述第一光学元件的平行光来将该平行光变换为会聚光；受光部，其接收来自所述反射型透镜的会聚光；以及驱动机构，其使所述第一光学元件相对于所述被测定物的相对位置变化。2.根据权利要求1所述的光学特性测定装置，其特征在于，还具备第二光学元件，该第二光学元件配置在所述第一光学元件与所述反射型透镜之间的光学路径上，通过反射来自所述第一光学元件的平行光来使该平行光的传播方向变化。3.根据权利要求1或2所述的光学特性测定装置，其特征在于，所述第一光学元件包含凸面反射镜和凹面反射镜的组，其中，该凸面反射镜和该凹面反射镜被配置为各自的中心轴与所述平行光的光轴一致。4.根据权利要求1或2所述的光学特性测定装置，其特征在于，所述第一光学元件包含与所述反射型透镜相对应地配置的曲面镜以及与该曲面镜组合的转向镜。5.根据权利要求1或2所述的光学特性测定装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本宗大，佐野弘幸，
申请(专利权)人：大塚电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP